钢铁行业炼铁厂电气设备智能化改造要点

引言

面对当前全球竞争的加剧，钢铁业构成国民经济的基石，其生产效率与产品质量与国家工业竞争力紧密相连，钢铁生产链条中的核心环节，电气设备的智能化改造对提高生产效率、节约能源、保障生产安全具有显著影响。

1.钢铁行业炼铁厂电气设备智能化改造的意义

钢铁行业炼铁环节的工厂里，电气设备智能化改造极为关键，在智能电网建设阶段，传统电气设备运维的困难问题日益明显，人工巡查效率不高，安全隐患不容忽视，智能化改造手段能够有效消除这些问题，宏联自控公司创新的智能中压开关柜，采用多种专业传感器和构建智能诊断算法体系，对设备运行状态实施全面监控，敏锐地把握关键参数的变动趋势，将故障预警前移至隐患初生阶段，维持电力系统的稳定运作。

2.钢铁行业炼铁厂电气设备智能化改造要点

2.1 电气设备的自动化控制

2.1.1 自动化控制系统的设计与实施

钢铁行业的炼铁工厂内，实施自动化控制系统是电气设备智能化建设的基础环节，需结合炼铁工艺流程与需求，对自动化控制系统进行系统规划，集成了上料、高炉核心、除尘、热风炉等关键部分，以某钢铁厂的高炉为分析个案，实施和利时SmartPro 系统，对系统进行分块，涵盖高炉主体（含上料及除尘）、热风炉和辅助设施等关键部分，各系统独立执行，同时通过通讯紧密配合，实现数据快速访问与检索。实施硬件设备的精准部署，在主控室10 号控制站，进行高炉工艺参数的采集与控制工作，涵盖对温度、压力、流量等数据的检测，并对炉顶压力及混风阀实施自动调节；11#站按照预定程序操作上料设备，实施上料称重补偿与工艺设备逻辑调控。

2.1.2 电气设备的远程监控与诊断

采用物联网及云计算，形成电气设备的远程监控与诊断结构，实时掌握设备运行细节，迅速发现潜在故障，实现预测性维护与故障预警手段，采用光谱、温度、声音、压力等多模态传感器的集成技术极为关键，传感器协同对设备运行状态进行监测，实施综合融合分析，全面感知设备状态，信息资源充沛。采用先进的信号处理及数据解析技术，大幅增强数据采集的精确性，确保对设备状态的精准监控，以重庆钢铁为分析对象，平台采用现场数据采集站，将众多设备纳入工业互联网架构，获取设备振动、温度、转速、电流、压力等实时运行参数，采用工业数据统一平台，统一整合各类数据，借助可视化工厂模型平台，形成数字孪生体，为设备管理人员实现智能诊断及预警提供支持。

2.2 电气设备的信息化管理

2.2.1 电气设备信息管理系统的建立

实施电气设备信息管理系统是信息化管理的关键措施，以吉林鑫达钢铁采用的设备管理系统为案例，系统以企业组织结构为后盾，以公司及部门的管理体系为参照，以设备资料为支撑，以设备管理业务流程为轴心，以业务活动过程跟踪与成效分析为方向，实行整体的设备管理措施。系统整合了设备资产、工作计划、履历、运行绩效、项目费用、现场库存及专业管理等七个核心模块，囊括设备从启用至报废的整个运行阶段，实现设备从诞生到消亡的全程管理，采用此系统，管理者可对设备的型号、规格及使用状况等要素进行细致记录，全面洞察设备状况，为设备维护方案的制定提供数据基础，保证设备运行的安全与可靠性，系统对设备维护信息进行跟踪，便于管理者对设备状态进行审查，为后续维护作业提供有力后援。

2.2.2 电气设备数据的实时采集与分析

对电气设备进行实时数据采集与分析，是发掘设备潜能和优化其运行效率的重要途径，在钢铁制造基地，智能感知系统借助关键设备上的传感器，实时采集并记录设备振动、温度、压力、流量等关键参数值，梅山钢铁有限公司属下的宝武钢铁股份公司，对炼铁高炉振动实施监测，安置了 120 多枚监测传感器，对高炉壳体、炉喉、炉腰等关键部位实施实时监测。数据采集后转至中央控制中心，对数据实施机器学习、深度学习等算法的综合分析，审视设备当前运行状态与历史故障模式间的相似性，形成故障预测模型，预测设备故障概率及其耐用期限，实施故障早期预警，及早发现并消除设备潜在风险点，凭借数据分析所得，可对生产流程实施优化，提高生产效能与产品质量水平，采集并剖析设备能耗数据，可识别能源浪费的环节，支持节能降耗。

2.3 电气设备的节能优化

2.3.1 节能技术的应用

在钢铁行业炼铁厂电气设备智能化改造的实施阶段，节能技术的采用是绿色生产的核心环节，对高能耗设备进行技术优化升级，能源浪费明显降低，于风机和水泵等通用设备上实施变频调速，针对炼铁工艺的即时需求，实时调整电机转速，避免了由恒速操作引起的能源损失，采用变频调速技术后，该炼铁厂风机系统节能成效显著，节电率提高至 20%～30% 。以高炉热风炉系统为对象，实施蓄热燃烧技术与余热回收手段，采用高效换热器，对烟气余热进行回收并预热助燃气体，热风温度上升100 至 150 摄氏度，燃料消耗降低 15% 以上水平，广泛采用节能型电机与变压器，替换掉耗能较高的旧设备，采用无功补偿技术，优化电网功率因数，减少输电线路的能量消耗，精确调节对于智能控制系统具有关键意义，对高炉鼓风压力、风量与炉况的匹配度进行改进，实现供风系统能耗的极值优化。

2.3.2 能耗监测与管理

建立能耗监测与管理结构对达成节能目标具有保障功能，借助智能化手段，达成能耗数据的全面感知、精确分析与有效执行，在炼铁厂能耗关键区域安装智能计量仪表及传感器，实时获取高炉、热风炉、空压机等核心设备在电力、水资源、煤炭使用上的数据，构建起整个厂区的能耗监控体系。数据沿工业总线进入能耗管理平台，依托大数据分析，产出能耗变化曲线、设备能效排行榜等直观报表，协助管理者精确 pinpoint 能耗密集环节，系统可依据生产安排，自动构建能耗基准，对能耗偏差进行实时跟踪，并及时发出预警信号，该企业借助系统检测出高炉冷却水泵能耗异常，及时进行了维护，每月电费降低12 万元。

结束语

总之，炼铁厂电气设备在钢铁行业中的智能化升级，是行业进步的必然走向，实施自动化方案、搭建信息化管理架构、采用节能技术等途径，极大地提升炼铁厂的生产效率与产品质量，降低生产成本与能源消耗水平，提升企业市场竞争力水平，技术进步与创新持续升级，智能化升级在钢铁领域的作用将愈发显著，为行业持续发展注入动力。

参考文献

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